(57)【要約】【課題】  基板に転写されたピットを変形させること無く、スタンパ内周部のピット部から基板を離型させることができる光ディスク基板及びその成形用金型の提供。【解決手段】  （１）ＲＯＭ部とＲＡＭ部を有し、内周部にＰＭＡ部（プログラムメモリ領域）などのピット部を有するハイブリッドディスク用基板であって、該ピット部よりも内側にスタックリブを備え、該スタックリブの内周側の面に離型抵抗部が形成されている光ディスク基板。（２）固定金型と該固定金型に対向する可動金型を備え、これらの金型の一方にはスタンパが取り付けられ、他方にはスタックリブを形成するための環状溝が設けられ、該環状溝の内周側の面には、光ディスク基板に離型抵抗部を形成するための構造を有する光ディスク基板の成形用金型。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＯＭ部とＲＡＭ部を有し、内周部にＰＭＡ部（プログラムメモリ領域）などのピット部を有するハイブリッドディスク用基板であって、該ピット部よりも内側にスタックリブを備え、該スタックリブの内周側の面に離型抵抗部が形成されていることを特徴とする光ディスク基板。
【請求項２】
離型抵抗部は、その高さが０．０５〜０．３ｍｍの範囲内にあり、その基板面に対する角度が直角又は鈍角であり、かつ、スタックリブの外周側の面の基板に対する角度に比べて０°〜９０°大きく設定されていることを特徴とする請求項１記載の光ディスク基板。
【請求項３】
離型抵抗部は、その高さが０．１〜０．２５ｍｍの範囲内にあり、その基板面に対する角度が直角又は鈍角であり、かつ、スタックリブの外周側の面の基板に対する角度に比べて５０〜８０°大きく設定されていることを特徴とする請求項２記載の光ディスク基板。
【請求項４】
固定金型と該固定金型に対向する可動金型を備え、これらの金型の一方にはスタンパが取り付けられ、他方にはスタックリブを形成するための環状溝が設けられ、該環状溝の内周側の面には、光ディスク基板に離型抵抗部を形成するための構造を有することを特徴とする光ディスク基板の成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオディスク、オーディオディスク等の記録媒体用光ディスク（以下、光ディスクという）の信号面や保護コートしていない面に傷が付かないように保護するためのスタックリブを形成した光ディスク基板とその成形用金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク基板の成形において、スタンパから基板を離型させるには、スタンパと基板の間にエアーブローを流し込み離型させる方法が一般的である。しかし、ＲＯＭ部とＲＡＭ部を有し、内周部にＰＭＡ部（プログラムメモリ領域）などのピット部を有するハイブリッドディスク（ＨＢ）では、エアーブローがＯＮ、ＯＦＦの何れの場合も、内周部のピット部が内外に変形して、信号特性（ジッター）が悪化してしまうという問題があった。
一方、種々の目的で光ディスク基板の内周部にスタックリブ、スタックリング、環状凹凸部などを設けることは、本出願前公知である（特許文献１〜５など参照）。
例えば、特許文献１には、スタックリブ形状の内周側の傾斜角度を外周側の傾斜角度よりも小さくすることにより、溶解樹脂の流れをスムーズにしてコールドマークの発生を抑え、成形不良をなくすと共に樹脂の充填時間を短くする発明が開示されている。しかし、本発明の離型抵抗部に相当する構造についての記載は全くなく、傾斜角度も本発明とは逆になっている。また、その他の文献を見ても本発明の離型抵抗部に相当する構造に関する記載は見当たらない。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９７３１５５号公報
【特許文献２】特開平１−２６４８１８号公報
【特許文献３】実開平５−５９６１３号公報
【特許文献４】実開平２−１２７７０号公報
【特許文献５】実開昭６４−４８７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、基板に転写されたピットを変形させること無く、スタンパ内周部のピット部から基板を離型させることができる光ディスク基板及びその成形用金型の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は次の１）〜４）の発明（以下、本発明１〜４という）によって解決される。
１）  ＲＯＭ部とＲＡＭ部を有し、内周部にＰＭＡ部（プログラムメモリ領域）などのピット部を有するハイブリッドディスク用基板であって、該ピット部よりも内側にスタックリブを備え、該スタックリブの内周側の面に離型抵抗部が形成されていることを特徴とする光ディスク基板。
２）  離型抵抗部は、その高さが０．０５〜０．３ｍｍの範囲内にあり、その基板面に対する角度が直角又は鈍角であり、かつ、スタックリブの外周側の面の基板に対する角度に比べて０°〜９０°大きく設定されていることを特徴とする１）記載の光ディスク基板。
３）  離型抵抗部は、その高さが０．１〜０．２５ｍｍの範囲内にあり、その基板面に対する角度が直角又は鈍角であり、かつ、スタックリブの外周側の面の基板に対する角度に比べて５０〜８０°大きく設定されていることを特徴とする２）記載の光ディスク基板。
４）  固定金型と該固定金型に対向する可動金型を備え、これらの金型の一方にはスタンパが取り付けられ、他方にはスタックリブを形成するための環状溝が設けられ、該環状溝の内周側の面には、光ディスク基板に離型抵抗部を形成するための構造を有することを特徴とする光ディスク基板の成形用金型。
【０００６】
以下、上記本発明について詳しく説明する。
スタックリブは、通常の場合、環状凸部で形成される。本発明はこの環状凸部の形状を工夫し、スタックリブの内周側の面を離型抵抗部とすることにより、前述したスタンパからの離型時の問題点を解決したものである。即ち、本発明でいう離型抵抗部は、後述する図３、図５、図７（可動金型のスタックリブ形成部の形状を示す図）における内周側の面（図中の左側の面、図７の場合はストレート部のみ）に対応する。これによりスタンパからの基板の離型を良く（均一に）することが可能となる。
一般にスタックリブを形成する環状凸部は、その外表面の内周側及び外周側の基板面に対する角度が直角又は鈍角であるが、本発明の好ましい態様では、この外表面の角度のうち、内周側の下方の一部を垂直にする。成形の際、基板は外周から内周に向かって収縮するので、このような形状とすることにより、基板が金型に食いつき、スタンパから基板を離型する際のピットの変形を無くすことができる。
生産金型としては、スタックリブ形成部の深さが０．２５ｍｍ、内側角度が９０°の形状をしており、実施形態の実験結果から深さ０．３ｍｍだとタクトを短縮するとその離型抵抗の部分に引っかかり今度は、可動側から基板を取り出す際に、欠けてしまう不具合が発生してしまった。また０．０３ｍｍだとピットメクレの変形に有効性が確認できなかった。また角度については、３０°では効果が無く、１００°では、離型抵抗が大きくなり、やはり可動側からの離型時に基板が欠けてしまう不具合が発生した。具体的形状は、直角三角形または、四角形のスタックリブ形状が有効である。
【０００７】
以下、上記本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態を示すＨＢ用光ディスク基板の概略図である。ドライブにセットできるように基板内周部に内径部（１）が設けられており、その外側にクランプエリア部（２）、ピット形状のＰＭＡ部（３）、ピット形状のＲＯＭ部（４）、その外側に何回でも記録可能な記録部（ＲＷ）又は一回しか記録できない記録部（Ｒ）の構成になっている。なお、ＰＭＡ部の両側には追記部がある。
使用する金型の形態について、図２により説明する。
金型には一般のＣＤ金型を使用する。金型は、固定側と可動側からなる２プレートタイプで、固定側金型（２−６）には、溶融樹脂を充填するスプルブッシュ（２−１）があり、その外側に固定ブッシュ（２−２）、製品をスタンパから離型させるエアーブロー（２−３）、スタンパを押えるスタンパ押え（２−４）、スタンパを固定する固定鏡面（２−５）で構成されており、スタンパ（３−４）を備え付けた構造である。
また可動側金型（１−７）には、基板内径を形成するカットパンチ（１−１）が設けられ、その外側に製品を取り出すフローティングパンチ（１−２）、可動ブッシュ（１−３）、本発明のスタックリブ形成部（１−４）、可動鏡面（１−５）、キャビリング（１−６）が設けられている。
【０００８】
＜成形実験結果＞
上記金型を用いて光ディスク基板の成形実験を行なった。
光ディスク用成形機〔住友重機械工業（株）製ＳＤ４０〕と、外径１２０ｍｍ、内孔径１５ｍｍ、基材厚１．２ｍｍの光ディスク基板成形用の上記金型を組み合わせ、ピット部の溝深さ３００ｎｍ、記録部の溝深さ１６０ｎｍの上記ＨＢ光ディスク用のスタンパを用いて、金型温度１１７℃、最大射出速度１４０ｍｍ／ｓ、最大型締め力３０ｔ、サイクルタイム８．０秒の条件下で、図３に示すように、スタックリブの外周傾斜角が３０°で、内周傾斜角が３０°、９０°、１００°になるように変化させた金型部品を作製して基板作製を行なった。
基板成形用樹脂材料には、代表的な光学用途のポリカーボネート〔三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製ユーピロンＨ−４０００〕を用いた。
各形状下での基板のピット変形に関する測定結果を図４に示す。
図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図３（ａ）〜（ｃ）の金型形状に対応する基板表面の写真であり、日本ビーコ株式会社製のＡＦＭ走検型プローブ顕微鏡によるものである。
これらの写真から分るように、図４（ａ）の内周傾斜角３０°の場合には、ＰＭＡピットが変形しているが、基板の取り出しは可能であった。図４（ｂ）の内周傾斜角９０°の場合には、ピットが綺麗に形成されており基板の取り出しも可能であった。図４（ｃ）の内周傾斜角１００°の場合には、ピットは綺麗に成形されているが、基板の取り出しができず割れてしまった。
【０００９】
＜実施の形態２＞
実施の形態１と同じ金型とスタンパを用いて、図５に示すように、スタックリブ形状の外周傾斜角を３０°、内周傾斜角を９０°に固定し、深さを０．０３ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．３ｍｍと変化させた金型部品を製作して基板作製を行なった。
各形状下での基板のピット変形に関する測定結果を図６に示す。
図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図５（ａ）〜（ｃ）の金型形状に対応する基板表面の写真であり、日本ビーコ株式会社製のＡＦＭ走検型プローブ顕微鏡によるものである。
これらの写真から分るように、図６（ａ）の深さ０．０３ｍｍの場合には、ＰＭＡピットが変形しているが、基板の取り出しは可能であった。図６（ｂ）の深さ０．１５ｍｍの場合には、ピットが綺麗に形成されており、基板の取り出しも可能であった。図６（ｃ）の深さ０．３ｍｍの場合には、ピットは綺麗に成形されているが、スタックリブが変形してしまった。
【００１０】
＜実施の形態３＞
スタックリブ形状を図７のように変更しても、上記の場合と同じピットメクレの変形のない結果を得た。図７は、スタックリブの両側の傾斜角度が同じでも、内側のストレート部（離型抵抗部）が０．０５〜０．２５ｍｍあれば、同じような効果が得られる場合を示している。
＜実施の形態４＞
上記実施形態１〜３のスタックリブ最適形状を使用し、ＤＶＤ（０．６ｍｍ）基板での確認を行ったが、ＣＤと同等な良好な結果が得られた。
【００１１】
実施の形態１と同じ金型とスタンパを用いて、一般的に使用されているエアーブローの有無によるピットめくれの状態を調査した。図８（ａ）が金型内でのエアーブローの流れを示す図であり、図８（ｂ）〜（ｅ）が結果である。
固定側の内周部よりエアブローを使用した場合には、図８（ｂ）、（ｃ）のエアーブローＯＮに示すように、内周部のＰＭＡ部のピットが外側にめくれた状態になり、エアーブローを使用しなかった場合には、図８（ｄ）、（ｅ）のエアブローＯＦＦに示すように、内周部のＰＭＡ部のピットが外側にめくれた状態になった。図８（ｂ）、（ｄ）は、基板表面の写真であり、図８（ｃ）は、図８（ｅ）はそれぞれの概略断面図である。写真は、日本ビーコ株式会社製のＡＦＭ走検型プローブ顕微鏡によるものである。
これらの調査により、基板をスタンパから剥がす際に、内側から剥がすことでピット部が外側にめくれ、外側から剥がすことでピット部が内側にめくれることが分った。
エアーブローをＯＦＦにした場合には、図９に示すように、スタンパからの基板の剥離が基板外周部から始まるため内めくれが発生し、エアーブローをＯＮにした場合には、図１０に示すように、スタンパからの基板の剥離が基板内周部から始まるため外めくれが発生すると推測される。図中、点線で示したのが離型当初の基板の状態である。
【００１２】
ピットめくれは、図８のような内外のめくれの他に、図１１（ａ）、（ｂ）に示すようなピットゴースト（２重ピット）も発生することが確認されており、これは２重転写によるものである。図１１（ｃ）、（ｄ）は正常なピットの場合である。図１１（ａ）、（ｃ）は、基板表面の写真であり、図１１（ｂ）、（ｄ）はそれぞれの概略断面図である。写真は、日本ビーコ株式会社製のＡＦＭ走検型プローブ顕微鏡によるものである。
通常のピット幅が０．９μｍの場合に、ピットがめくれると１．０〜１．３μｍになる。また、ピットめくれのあるときは信号が乱れることが確認されている。
その様子を図１２に示す。図１２（ａ）はピットめくれがない場合の正常な信号、図１２（ｂ）はピットめくれによる影響を受けた場合の信号である。測定には、ＣＤ−Ｒ信号検査機：パルステック社製（型番：ＤＤＵ−１０００）とオシロスコープを使用した。
正常な場合には、追記部（グルーブ）からの信号特性は横一本線で電圧が一定であり、ＲＯＭ（ＰＭＡ部）では、ピットが有るため電圧が綺麗に帯状に変化する。これに対し、ＲＯＭ（ＰＭＡ部）のピットがめくれていると、その前後の追記部にも影響が現れ、内めくれの場合には最初の追記部の横一本線が歪み、外めくれの場合にはその外側の追記部の横一本線が歪む。また、ＲＯＭ（ＰＭＡ部）の信号特性の帯状も歪むためジッターが悪くなり、ＲＯＭ（ＰＡＭ部）の情報が読めなくなってドライブがストップしてしまうというような不具合が発生する。
なお、上記実施の形態の説明では、一般的なポリカーボネート樹脂を使用した場合を示したが、これ以外の樹脂を用いて射出成形する場合においても、本発明はそのまま適用可能である。また、光ディスク成形機のメーカー差による影響は無いことも確認した。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スタックリブの内周側の面に離型抵抗部を設けることにより、基板に転写されたピットを変形させること無く、スタンパ内周部のピット部から基板を離型させることができる光ディスク基板及びその成形用金型を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態を示すＨＢ用光ディスク基板の概略図。
【図２】一般のＣＤ金型の形態を示す図。
【図３】スタックリブ形状を示す図。（ａ）内周傾斜角３０°の場合、（ｂ）内周傾斜角９０°の場合、（ｃ）内周傾斜角１００°の場合。
【図４】図３のスタックリブ形状で成形した基板のピット形状を示す図。（ａ）内周傾斜角３０°の場合、（ｂ）内周傾斜角９０°の場合、（ｃ）内周傾斜角１００°の場合。
【図５】スタックリブ形状を示す図。（ａ）深さ０．０３ｍｍの場合、（ｂ）深さ０．１５ｍｍの場合、（ｃ）深さ０．３ｍｍの場合。
【図６】図５のスタックリブ形状で成形した基板のピット形状を示す図。（ａ）深さ０．０３ｍｍの場合、（ｂ）深さ０．１５ｍｍの場合、（ｃ）深さ０．３ｍｍの場合。
【図７】他のスタックリブ形状を説明する図。
【図８】エアーブローの有無によるピットメクレの状態の調査に関する図。（ａ）金型内でのエアーブローの流れを示す図、（ｂ）エアーブローＯＮの場合の写真、（ｃ）エアーブローＯＮの場合の概略断面図、（ｄ）エアーブローＯＦＦの場合の写真、（ｅ）エアーブローＯＦＦの場合の概略断面図。
【図９】エアーブローをＯＦＦにした場合の基板の剥離状況を示す図。
【図１０】エアーブローをＯＮにした場合の基板の剥離状況を示す図。
【図１１】ピットゴースト（２重ピット）の状態を示す図。（ａ）ピットゴースト発生状態の写真、（ｂ）ピットゴースト発生状態の概略断面図、（ｃ）正常なピットの写真、（ｄ）正常なピットの概略断面図。
【図１２】ピットめくれが起こす信号への悪影響を示す図。（ａ）正常の場合の信号特性、（ｂ）ピットめくれの場合の信号特性。
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１】
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【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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